淺談BIM技術(shù)用于工程質(zhì)量系統(tǒng)化管控的方法

摘要：隨著工程行業(yè)對BIM技術(shù)越來越重視，利用BIM處理了工程的各類復(fù)雜問題，BIM技術(shù)用于深化設(shè)計(jì)、三維可視化交底、碰撞檢查等方面，間接輔助項(xiàng)目質(zhì)量管理，提高了工程的品質(zhì)。BIM技術(shù)利用建模軟件面對對象構(gòu)建建筑實(shí)體模型，便于現(xiàn)場作業(yè)人員理解，方便圖紙會審、技術(shù)交底。文章研究了BIM技術(shù)用于工程質(zhì)量系統(tǒng)化管控的方法。

關(guān)鍵詞：工程質(zhì)量；系統(tǒng)化管控；BIM技術(shù)；材料設(shè)備管控；項(xiàng)目管理 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TU919 文章編號：1009-2374（2017）02-0053-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.025

1 概述

在BIM技術(shù)不斷發(fā)展的今天，其應(yīng)用一直是一個(gè)熱門話題。然而目前BIM技術(shù)停留于技術(shù)應(yīng)用層面，在項(xiàng)目質(zhì)量管理中缺乏系統(tǒng)化應(yīng)用。基于BIM技術(shù)的質(zhì)量信息共享、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量管理系統(tǒng)化等方面，仍處于探索階段。除了目前開展較多的用BIM進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和碰撞檢測等應(yīng)用外，如何在建造階段通過BIM的引入，推動工程的系統(tǒng)化管理，將是BIM應(yīng)用的又一個(gè)發(fā)展領(lǐng)域。

2 BIM技術(shù)的質(zhì)量管控概念及特征

2.1 概念

BIM技術(shù)的項(xiàng)目質(zhì)量管控是指基于BIM模型對項(xiàng)目質(zhì)量實(shí)施情況的監(jiān)督和管理。這項(xiàng)工作的主要內(nèi)容包括項(xiàng)目質(zhì)量實(shí)際情況的度量、項(xiàng)目質(zhì)量實(shí)際與項(xiàng)目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的比較、項(xiàng)目質(zhì)量誤差與問題的確認(rèn)、項(xiàng)目質(zhì)量問題的原因分析和采取糾偏施以消除項(xiàng)目質(zhì)量差距與問題等一系列活動。建造階段主要從技術(shù)交底的管控、質(zhì)量預(yù)設(shè)點(diǎn)的設(shè)置、施工機(jī)械設(shè)備性能及工作狀態(tài)的控制、材料的控制、施工工序質(zhì)量控制等方面進(jìn)行質(zhì)量管控。

2.2 BIM質(zhì)量管控方法的特征

2.2.1 該方法使參建各方質(zhì)量管理更高效。施工方依托BIM能有效提升現(xiàn)場工況記錄的準(zhǔn)確度，結(jié)合模型、文字、圖片等，及時(shí)傳遞給工程監(jiān)理工程師、業(yè)主。監(jiān)理方作為質(zhì)量監(jiān)督者，監(jiān)理工程師需要從全方位角度對質(zhì)量情況進(jìn)行核查，在BIM的輔助下，可通過顏色標(biāo)記或圖標(biāo)標(biāo)簽等方式，在三維模型中準(zhǔn)確直觀地指出質(zhì)量管理的對象，大大提升了信息傳遞互動的準(zhǔn)確性和效率。業(yè)主方在三維模型中一目了然地了解質(zhì)量情況，能全面有效地把控質(zhì)量。依托BIM技術(shù)能使質(zhì)量信息的流轉(zhuǎn)更為有效，與純粹的文檔敘述相比，將質(zhì)量信息加載在BIM模型之上，通過模型的瀏覽，擺脫文字的抽象，讓質(zhì)量問題能在各個(gè)層面上高效地流轉(zhuǎn)、輻射，從而使各方質(zhì)量問題的協(xié)調(diào)工作更易展開。

2.2.2 該方法使質(zhì)量責(zé)任人更易追溯。BIM工作平臺將全面、詳盡地記錄質(zhì)量問題的檢查情況，如果監(jiān)理和第三方在規(guī)定的時(shí)間未檢查預(yù)設(shè)的檢查點(diǎn)，則系統(tǒng)會預(yù)警，建設(shè)單位總部質(zhì)量管理部門會及時(shí)督促整改。建設(shè)單位總部質(zhì)量管理部門現(xiàn)場抽查到的質(zhì)量問題，通過BIM平臺立刻調(diào)取相應(yīng)部位的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、定位監(jiān)理和第三方責(zé)任人，追究責(zé)任。基于BIM的質(zhì)量責(zé)任就是在項(xiàng)目的每個(gè)構(gòu)件上打上設(shè)計(jì)人員和施工人員的質(zhì)量終身烙印，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)的責(zé)任可準(zhǔn)確追溯。

2.2.3 該方法使現(xiàn)場質(zhì)量信息采集更準(zhǔn)確。逐步推行BIM與智能型終端設(shè)備集成應(yīng)用，通過對軟件、硬件進(jìn)行整合，將BIM模型帶入施工現(xiàn)場，利用模型中的屬性數(shù)據(jù)驅(qū)動智能型終端進(jìn)行監(jiān)測，并將采集的原始數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心，采集的重要監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)第一時(shí)間發(fā)出預(yù)警。

2.2.4 該方法全面實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理經(jīng)驗(yàn)的共享和提升。以BIM為載體，使記錄質(zhì)量問題并進(jìn)行橫縱向分析成為可能。通過不斷積累的模型質(zhì)量數(shù)據(jù)，采用了機(jī)器學(xué)習(xí)的大數(shù)據(jù)分析平臺將對質(zhì)量分析模型進(jìn)行不斷的修正，讓預(yù)測結(jié)果越來越準(zhǔn)確。結(jié)合BIM可視化技術(shù)，讓可視化分析結(jié)果而非原始數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在決策者面前，讓質(zhì)量監(jiān)管更加可靠。項(xiàng)目的質(zhì)量管理的過程數(shù)據(jù)均可通過大數(shù)據(jù)的方式收集和分析，為后續(xù)項(xiàng)目提供事前質(zhì)量分析模型，預(yù)測可能發(fā)生的質(zhì)量問題，提前跟蹤和消除質(zhì)量隱患。質(zhì)量大數(shù)據(jù)分析工作的實(shí)施，將促使質(zhì)量管理進(jìn)入一個(gè)良性循環(huán)，讓BIM質(zhì)量模型具備了學(xué)習(xí)的能力，下一個(gè)BIM質(zhì)量管控循環(huán)將更上一個(gè)臺階，不僅單純地針對固定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，而是吸收前期的統(tǒng)計(jì)、分析、檢查驗(yàn)收結(jié)果、隱患分布、出現(xiàn)概率及整改通過率，針對不同的施工類型、施工方法、管理人員、施工隊(duì)伍精準(zhǔn)地進(jìn)行質(zhì)量預(yù)警、過程管理，消除質(zhì)量隱患，指導(dǎo)后續(xù)施工持續(xù)改進(jìn)。

3 具體措施

3.1 基于BIM技術(shù)的材料設(shè)備管控

項(xiàng)目應(yīng)用的材料設(shè)備較多，材料設(shè)備的質(zhì)量直接影響到項(xiàng)目的最終質(zhì)量，前期沒有良好的材料設(shè)備質(zhì)量控制，后期施工質(zhì)量再好，也很難生產(chǎn)出合格的最終產(chǎn)品。而飽含質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的BIM模型，就極大地提高了各驗(yàn)收方對材料設(shè)備的檢查效率。

3.1.1 監(jiān)理單位BIM質(zhì)量管控實(shí)施流程。在施工準(zhǔn)備階段，監(jiān)理和施工方應(yīng)該認(rèn)真審閱BIM模型，熟悉設(shè)計(jì)模型中所采用的材料設(shè)備型號、規(guī)格以及應(yīng)用部位周邊情況，監(jiān)理方要根據(jù)模型質(zhì)量屬性，熟練掌握設(shè)備材料的性能參數(shù)和安裝方法，逐步將各類試驗(yàn)報(bào)告、材料設(shè)備進(jìn)場驗(yàn)收單、材料設(shè)備進(jìn)場清單等成果文件掛接到BIM模型上，監(jiān)理方應(yīng)自查，確保檢測結(jié)果與BIM模型質(zhì)量屬性要求不矛盾。

3.1.2 建設(shè)單位指揮部BIM質(zhì)量管控實(shí)施流程。建設(shè)單位指揮部應(yīng)該認(rèn)真審閱BIM模型，熟悉設(shè)計(jì)模型中所采用的材料設(shè)備型號、規(guī)格以及應(yīng)用部位周邊情況，建設(shè)單位指揮部要根據(jù)模型質(zhì)量屬性，熟練掌握設(shè)備材料的性能參數(shù)和安裝方法，并熟悉建設(shè)單位總部質(zhì)量管理部門預(yù)設(shè)的強(qiáng)制檢查部位。

與監(jiān)理單位、總包單位共同驗(yàn)收進(jìn)場材料設(shè)備，過程拍照并記錄，驗(yàn)收不合格，監(jiān)督退場，拍照記錄，所有結(jié)果均通過BIM信息化系統(tǒng)上傳，對不合格材料設(shè)備，按合同對相關(guān)單位進(jìn)行處罰，逐項(xiàng)審查各類成果文件。

3.1.3 第三方質(zhì)量檢測單位BIM質(zhì)量管控實(shí)施流程。第三方應(yīng)該認(rèn)真審閱BIM模型，熟悉設(shè)計(jì)模型中所采用的材料設(shè)備型號、規(guī)格以及應(yīng)用部位周邊情況，第三方要根據(jù)模型質(zhì)量屬性，熟練掌握設(shè)備材料的性能參數(shù)和安裝方法，并熟悉建設(shè)單位總部質(zhì)量管理部門預(yù)設(shè)的強(qiáng)制檢查部位。對建設(shè)單位指揮部、監(jiān)理單位的質(zhì)量管理成果進(jìn)行檢查，對隱患整改完成情況進(jìn)行現(xiàn)場復(fù)查，在BIM信息化系統(tǒng)填報(bào)檢查結(jié)果，并復(fù)核整改回復(fù)。檢查區(qū)域內(nèi)，BIM模型中設(shè)置的強(qiáng)制檢查部位的復(fù)查要100%覆蓋。

3.1.4 建設(shè)單位總部質(zhì)量管理部門BIM質(zhì)量管控實(shí)施流程。質(zhì)量管理部門應(yīng)該認(rèn)真審閱BIM模型，熟悉設(shè)計(jì)模型中預(yù)設(shè)的強(qiáng)制檢查部位。在BIM信息化系統(tǒng)提取消防安全類材料的進(jìn)場驗(yàn)收記錄、見證取樣記錄、使用審批表、復(fù)試報(bào)告、型式檢驗(yàn)報(bào)告并審核。對現(xiàn)場使用的消防安全材料進(jìn)行現(xiàn)場抽查、復(fù)核，必要時(shí)取樣送檢，在BIM信息化系統(tǒng)中填報(bào)檢查情況。

3.2 基于BIM技術(shù)的現(xiàn)場質(zhì)量檢查

現(xiàn)場檢驗(yàn)是通過BIM質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)實(shí)事求是的檢查過程的質(zhì)量、驗(yàn)收實(shí)體交付物體。

3.2.1 監(jiān)理單位。在BIM信息化系統(tǒng)中對基坑、重點(diǎn)部位全部進(jìn)行標(biāo)記。對計(jì)劃進(jìn)行工程抽查的部位進(jìn)行標(biāo)記，比例為在施工程50%。對以上標(biāo)記部位和BIM模型中設(shè)置的強(qiáng)制檢查部位進(jìn)行檢查，確保100%覆蓋，對建設(shè)單位總部質(zhì)量管理部門、第三方質(zhì)量檢測單位、建設(shè)單位指揮部檢查發(fā)現(xiàn)的問題，下發(fā)監(jiān)理通知，并督辦整改回復(fù)。

3.2.2 建設(shè)單位指揮部。在BIM信息化系統(tǒng)中對基坑、對重點(diǎn)部位全部進(jìn)行標(biāo)記、對計(jì)劃抽檢的其他部位施工進(jìn)行標(biāo)記，比例為在施工程20%。對以上標(biāo)記部位和BIM模型中設(shè)置的強(qiáng)制檢查部位進(jìn)行檢查，確保100%覆蓋。對建設(shè)單位總部質(zhì)量管理部門、第三方質(zhì)量檢測單位檢查發(fā)現(xiàn)的問題，下發(fā)監(jiān)理通知，并督辦整改回復(fù)。在BIM信息化系統(tǒng)標(biāo)記項(xiàng)目質(zhì)量安全周/月度檢查部位，并完成質(zhì)量閉環(huán)管理。

3.2.3 第三方質(zhì)量檢測單位。在BIM信息化系統(tǒng)標(biāo)記計(jì)劃首次、月度檢查部位，并完成質(zhì)量閉環(huán)管理。

3.2.4 建設(shè)單位總部質(zhì)量管理部門。在BIM信息化系統(tǒng)標(biāo)記項(xiàng)目質(zhì)量檢查計(jì)劃及檢查內(nèi)容，并完成質(zhì)量閉環(huán)管理。

4 應(yīng)用案例

滬通長江大橋位于長江澄通河段，在江陰長江大橋下游45km、蘇通長江大橋上游40km，北岸為南通市，南岸為張家港。滬通長江大橋上層為公路，下層為鐵路。滬通長江大橋集國鐵、城際鐵路和高速公路于一體，全長11.07km，采用公路和鐵路合建，正橋?yàn)閮伤蹇缧崩瓨颉ㄩL江大橋是滬通鐵路的關(guān)鍵性控制工程，大橋主塔高325m，采用鉆石型混凝土結(jié)構(gòu)，約100層樓房高，28號橋墩是大橋的主墩之一，底部為鋼殼沉井，上部為混凝土沉井，總高105m，其中鋼沉井高44m，將被永久打入江底。為方便吸泥下沉，沉井平面布置為24個(gè)12.8m×12.8m井孔。滬通長江大橋?yàn)槭澜缱罡吖F兩用斜拉橋主塔，大橋主跨1092m，建成后將是世界上首座跨度超過1km的公鐵兩用斜拉橋，工程總投資約150億元。

4.1 預(yù)設(shè)質(zhì)量檢查控制點(diǎn)

在112m鋼結(jié)構(gòu)簡支梁質(zhì)量控制重點(diǎn)部位預(yù)設(shè)檢查點(diǎn)，并在模型上進(jìn)行標(biāo)記，將模型GUID編碼與該部位鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢查驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)建立映射關(guān)系表。

圖1 預(yù)設(shè)檢查點(diǎn)

4.2 自動提示檢查

BIM管理系統(tǒng)根據(jù)工程進(jìn)度情況，自動替建設(shè)單位、監(jiān)理單位和施工單位對質(zhì)量檢查預(yù)設(shè)點(diǎn)進(jìn)行檢查，相關(guān)人員調(diào)取預(yù)設(shè)點(diǎn)對應(yīng)的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，逐條檢查驗(yàn)收，拍照記錄，并將驗(yàn)收結(jié)果上傳系統(tǒng)。

4.3 問題整改

檢查人員發(fā)起問題后，進(jìn)入問題閉環(huán)處理流程，相關(guān)責(zé)任人按照檢查人員要求進(jìn)行整改，整改至達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求后，拍照記錄，說明整改方式及整改結(jié)果，并將整改結(jié)果上傳系統(tǒng)，進(jìn)入下一流程節(jié)點(diǎn)。

圖2 質(zhì)量問題處理過程流轉(zhuǎn)

4.4 結(jié)果復(fù)查閉環(huán)

問題整改完畢后，問題發(fā)起人在BIM模型上收到相應(yīng)提示進(jìn)行復(fù)查，發(fā)起人根據(jù)BIM模型掛接的屬性信息、質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)信息、問題描述信息、過程檢查信息等綜合分析，判定合格則該問題處理完畢，問題閉環(huán)；否則將問題推送回相關(guān)責(zé)任人重新進(jìn)行整改。

4.5 質(zhì)量問題匯總分析

由于BIM模型本身具備多種分類方式，掛接在模型構(gòu)件上的問題既可以按照不同的工程部位進(jìn)行分析匯總，也可以按照不同的施工隊(duì)伍進(jìn)行分析歸類，最終通過輸出圖表的方式，從不同維度分析質(zhì)量問題發(fā)生的原因和傾向性，提前預(yù)警、提前控制，將質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)降到

最低。

滬通長江大橋112m梁有近50片，通過收集、分析質(zhì)量問題出現(xiàn)的概率、位置分布，采用大數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)挖掘相關(guān)理論不斷分析，精準(zhǔn)地進(jìn)行了后續(xù)類似片梁的質(zhì)量控制，很大程度上避免了因?yàn)橘|(zhì)量問題而導(dǎo)致的返工、窩工等現(xiàn)象的發(fā)生，在一定程度上也起到了降本增效的作用。

5 結(jié)語

質(zhì)量重于泰山，材料設(shè)備管控和現(xiàn)場質(zhì)量檢查等方面的應(yīng)用僅僅是一個(gè)開始，未來BIM技術(shù)用于工程質(zhì)量管控將進(jìn)一步促進(jìn)BIM技術(shù)的落地，也將使得質(zhì)量管控更加嚴(yán)謹(jǐn)、更加高效、更加系統(tǒng)化。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：劉偉（1987-），男，內(nèi)蒙古巴彥淖爾人，北京經(jīng)緯信息技術(shù)公司中級工程師，研究方向：BIM技術(shù)。

（責(zé)任編輯：蔣建華）